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DE102018005324A1 - V-Pipe Anbauten zur Verringerung von Wirbelschleppen und somit auch Verringerung von Treibstoffverbrauch - Google Patents

V-Pipe Anbauten zur Verringerung von Wirbelschleppen und somit auch Verringerung von Treibstoffverbrauch Download PDF

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DE102018005324A1
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pipe
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Abstract

Durch die Nutzung des Air Flow Converters V-Pipe wird turbulente Luft in laminare Strömung umgewandelt. Unter Zuhilfenahme des Venturi Prinzips (Unterdruck) wird zusätzlich die Grenzschicht auf jeglichen Flügel- Oberflächen und die an der Flügelspitze entstehende Wirbelschleppe angesaugt und laminar abgeführt, dadurch kann mit geringerer Triebwerksleistung geflogen werden, somit wird Kraftstoff eingespart.Das gleiche Prinzip kann man bei Rotoren / Statoren /Wellenkraftwerken /Automobilen und Schiffsschrauben anwenden und wird als solches in den Patentantrag mit aufgenommen.

Description

  • Grundsätzliches :
  • Durch die Nutzung des Air Flow Converters V-Pipe wird turbulente Luft in laminare Strömung umgewandelt. Unter Zuhilfenahme des Venturi Prinzips (Unterdruck) wird zusätzlich die Grenzschicht auf jeglichen Flügel-Oberflächen und die an der Flügelspitze entstehende Wirbelschleppe angesaugt und laminar abgeführt, dadurch kann mit geringerer Triebwerksleistung geflogen werden, somit wird Kraftstoff eingespart .Das gleiche Prinzip kann man bei Rotoren / Statoren /Wellenkraftwerken /Automobilen und Schiffsschrauben anwenden und wird als solches in den Patentantrag mit aufgenommen.
  • Funktionsprinzipien
  • Zusammenhang Statischer/ Dynamischer Druck
  • Siehe Grafik 1
  • Der statische Druck ist ein Maß für die potentielle Energie der uns umgebenen Luft.
  • Der dynamische Druck entsteht durch Luftströmung. Er wirkt nur in Strömungsrichtung und ist von der Geschwindigkeit abhängig.
  • Grenzschicht
  • Befindet sich ein Körper im Luftstrom, so wird die Strömung direkt über der Oberfläche durch die Reibungskräfte bis auf Null reduziert. Der Bereich in dem die Strömungsgeschwindigkeit von Null auf den vollen Betrag anwächst, nennt man Grenzschicht.
  • Ablösung der Grenzschicht
  • Das in der Grenzschicht verzögerte Medium bleibt nicht in allen Fällen als dünne Schicht an der Oberfläche des umströmten Körpers haften. Es kann vorkommen, dass bei der Umströmung die in Strömungsrichtung dicker werdende Grenzschicht von der Oberfläche ablöst.
  • Induzierter Wiederstand
  • Bei Flügel-Rotor oder Statorprofilen herrschen in der Bewegung zwischen Ober und Unterseite des Profils unterschiedliche Drücke. Drücke haben jedoch immer das Bestreben sich auszugleichen, dabei strömt hoher druck zum niederen Druck. (Grafik 2)
  • Durch diesen Druckausgleich, der an den Profilspitzen erfolgt, und die gleichzeitige Vorwärtsbewegung, entstehen sogenannte Wirbelschleppen, deren Bildung sehr viel Energie aufnimmt und deshalb einen sehr hohen (schädlichen) Wiederstand erzeugt.
  • Die Bildung und Aufrechterhaltung der Randwirbel verbraucht Energie, welche von der kinetischen Energie des Flugzeuges abgezogen wird. Deren Verlust macht sich als zusätzlicher Wiederstand bemerkbar. Der induzierte Widerstand macht während dem Reiseflug rund 30 % und während Start- und Landephase rund 50% des Gesamtwiderstandes eines Flugzeuges aus, welches im oberen Unterschallgrenzbereich von Mach 0.85 fliegt. Induzierter Widerstand in Folge von Druckausgleich entsteht jedoch nicht nur an den Außenkanten der Tragflächen, sondern auch an der Abrisskante entlang der gesamten Spannweite. Man spricht vom so genannten „Downwash“
  • (Grafik 3)
  • -Aktueller Stand der Technik
  • Die Industrie in Zusammenarbeit mit der NASA brachten zunächst Wirbeldezimierer auf den Markt wie Winglets, Sharklets oder Wingtips die das Problem jedoch nur dezimieren bzw. verschieben.
  • Der Airflow Converter V-Pipe wandelt die negativen Verwirbelungen jedoch um in laminare Strömung die stellenweise auch für einen leichten Vortrieb sorgt. Außerdem saugt er die Grenzschicht die sich meist in der Flügelmitte ablöst weiter an (Unterdruck) und verlängert diese bis zum gewollten Punkt (je nach Position der für diesen Zweck vorgesehenen Löcher)
  • Mein Patentantrag bezieht sich auf den Namen, die Form und Art der Nutzung dieses Bauteils. An den Flügelspitzen von Tragflächen, an den Enden von Rotoren an Windkrafträdern, an den Blattspitzen von Hubschrauber, an Rennwagen die einen gewissen Abtrieb erzeugen und Rotoren/Statoren/ Repellern . ( Dieses Bauteil und die daraus Resultierende Funktion kann auch bei Wasserfahrzeugen angewendet werden)

Claims (10)

  1. Tragflügel, umfassend Flügelkante am freien Ende.
  2. Schiffschraube jeweils an den Blattenden
  3. Repeller jeweils an den Flügelspitzen
  4. Propeller jeweils an den Flügelenden
  5. Rotor jeweils an den Blattenden
  6. Alle anderen Arten die sich dieses Bauteil zu nutze machen können auch in abgewandelter Form und Größe.
  7. Einzeln auch zur adaptiven Anbringung
  8. Einzeln zur Aufstellung an Start und Landebahnen
  9. Erfundendes Bauteil im Halbschnitt in jeglicher Art
  10. Als Maßnahme zur Erhöhung der Lande und Startfrequenz an Flugplätzen
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